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摘要：针对某厂基建安装过程中发电机油档绝缘低问题分析及处理过程进行阐述，介绍该型发电机端部油档绝缘异常时的情况以及相关处理过程和判断依据，有针对性地提出对发电机油档绝缘进行测试的具体方法，最终确定设备异常原因是由于外部条件的附加影响造成的，该问题的处理为设备安全可靠地安装调试提供了有效支撑。
关键词：发电机;绝缘;温度;测试
0.前言
随着国内对工业排放要求标准的提高、天然气资源的有序经济开发以及电网侧调峰的需求，燃气轮发电机组以其清洁、高效、快速响应等优点而进入新一轮基建高峰。某新建项目燃机配套发电机采用德国西门子进口SGen5-2200H型全氢冷发电机，该机型在22KV输出电压下额定功率达600MVA。西门子公司模块化设计概念保证了该型机组可靠、高效运行，降低了维护要求。
1.异常情况介绍
2018年7月份，该项目#1发电机组安装完毕后准备进行密封油系统试运行，按德国西门子主机厂要求对发电机汽励两侧内油挡对端盖绝缘电阻进行测试，测试结果分别为0.2 MΩ、0.4MΩ，不符合厂家标准要求（≥25 MΩ）。随后根据西门子公司现场TFA的要求，对发电机持续投入干燥机，进行热风干燥、清理端部，在此期间多次进行绝缘电阻测试和比对，起初绝缘电阻值有一定程度上升，但后期基本不再变化，汽励两侧内油挡对端盖绝缘电阻值稳定在5-7MΩ范围内，仍未达到西门子厂家要求。内油档及端盖间绝缘结构和西门子对绝缘电阻要求值见图1。
2.分析意见
根据#1发电机出厂和现场安装期间的各种测试记录以及处理情况，对汽励两侧内油档对端盖绝缘电阻值偏低对分析意见如下：
2.1内油档对端盖绝缘结构分析
内油档对端盖对绝缘结构具体等效回路如图2
2.2温度因素影响
根据电工理论，固体绝缘材料对绝缘电阻值与测试时对温度密切相关。通常情况下，温度越高其绝缘电阻越低，温度越低其绝缘电阻越高，即绝缘电阻会随着温度的升高而降低。在国内电力行业标准DL/T 474《现场绝缘试验实施导则》中更是有如下规定：“绝缘电阻测试时，试品温度一般应在10-40℃之间，绝缘电阻随着温度升高而降低，但目前还没有一个通用对固定换算公式，温度换算系数最好以实测决定。”因为不同材质的绝缘材料其绝缘电阻值与温度间的换算系数会有一定的差异;所以在进行固体材料绝缘电阻测试并分析其绝缘状态时，必须换算至同一温度条件进行比较，其数据才有可比性。
根据国内相关标准及现场测试经验，在国标GB 50150《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》中列出了部分设备对温度换算系数，参见表1和表2数据。通过两表明显可见，若温度升高10℃时，绝缘电阻值会相差1.5倍以上;测试温度升高20℃时，绝缘电阻值至少相差2倍以上。虽然不同材质对绝缘材料其绝缘电阻值与温度对换算系数有一定差异，但可以明显看出当温度相差10℃时绝缘电阻值会有明显对变化。
目前，内油挡的绝缘电阻在现场测试的绝缘电阻值范围约为5-7MΩ，但现场因持续进行热风干燥，测试时温度约为50℃左右（以往测试时未进行温度记录）。西门子公司仅要求油挡对地绝缘电阻值≥25MΩ，但未明确该值对应的测试温度，当前绝缘电阻测试值无法与西门子公司要求值换算至同一温度进行比较;同时，西门子公司未提供出厂时油挡对地绝缘电阻测试数据所对应的温度，因此当前绝缘电阻测试值也无法和出厂数据换算至同一温度条件进行对比。若按常规电气设备绝缘材料的绝缘电阻与温度换算系数考虑，则目前测试值已属于较为正常的数值范围。
2.3测试回路因素影响
出厂测试时，转子未连接滑环短轴，其绝缘仅包含轴承座的绝缘，此时转子大轴对地绝缘电阻值较高，约数百MΩ。现场转子滑环短轴开箱验收时，测试转子滑环短轴两侧绝缘电阻仅为12MΩ。目前，转子滑环短轴已连接至转子大轴本体，直接造成转子大轴对地绝缘大幅降低，理论上也不超过12 MΩ。由于存在内油挡至转子大轴、转子大轴至地的附加泄漏电流回路，该回路的泄漏电流在进行绝缘电阻测试时是客观存在的，其泄漏电流叠加至测试的总泄漏电流中，导致总泄漏电流变大，而绝缘电阻数值就是通过测试电压/泄漏电流得到，因此，就会造成绝缘电阻数据降低。只有真正将该泄漏电流屏蔽或去除，才能得到真实的内油挡对地绝缘电阻值。
内油挡和转子大轴间仅有很小的空气间隙（约0.1-0.15mm），且该间隙中浸渍过油，直接造成内油挡和转子大轴形同短接状态，现场测试也表明，内油挡和转子大轴间几乎没有绝缘。因此，在进行绝缘电阻测试时，内油挡至转子大轴、转子大轴至地的泄漏电流回路等效为转子大轴至地的泄漏电流回路，即转子大轴对地的绝缘电阻直接并联至内油挡对地绝缘电阻回路上。因现场常规测试方法无法有效屏蔽内油档至转子大轴、转子大轴至地附加回路的泄露电流，因此导致测得对内油档对地绝缘电阻会小于其真实值。
2.4搭建有效屏蔽回路测试情况及温度换算
8月4日晚在內油挡和转子大轴间加入绝缘材料，增强内油挡和转子大轴间绝缘，等同于提高了内油挡至转子大轴、转子大轴至地回路的绝缘电阻，减小了该回路的泄漏电流。在此情况下，测试内油挡对端盖的绝缘电阻达到13.8MΩ。此后，在搭建外部测试回路的方式下施加100V直流电压，彻底屏蔽该附加回路泄露电流，测试回路真正泄露电流5.6uA，计算绝缘电阻值17.9 MΩ.通过上述测试，证明排除附加回路对影响后，内油档对端盖对真实绝缘值在当前温度条件下接近18 MΩ，比之前对5-7 MΩ已有大幅提升。
考虑温度因素，结合8月3日（未记录当日温度）和8月4日不同温度下的测试记录，数据见表3
根据计算，4日数据中3℃温差对应绝缘电阻值相差1.1倍，按其他绝缘材料温度系数公式A=1.5K/10，温度下降3℃时，温差K为3，则温度换算系数A=1.50.3=1.13，与现场实测1.11接近。3日数据中，对应绝缘电阻值相差1.43倍，按其他绝缘材料温度系数公式A=1.5K/10，计算温差K约为8.8度。而当晚温度下降值可能在5-6℃范围内，即按该公式计算对温度系数可能偏小。即使按这种偏小的温度系数计算，当温度降低10℃及以上时，绝缘电阻值理论上至少能上升1.5倍及以上。因此，在当前温度条件下（表面温度40℃），考虑内油档对地的真实绝缘电阻值已达到18 MΩ左右，当温度降低至20℃时，考虑温度系数，其该绝缘材料的绝缘电阻值理论上至少能上升2倍及以上，其真实绝缘电阻值超过25MΩ。
3.处理结论
导致发电机内油档绝缘电阻值偏低的主要原因是测试温度、测试附加回路泄漏电流的影响，而不是现场绝缘受潮。在持续加热干燥、并在加热过程中（温度偏高）进行测试对绝缘值偏低是符合上述逻辑分析的。在当前对测试温度下，内油档对端盖对绝缘值已达18MΩ左右，考虑温度换算系数，可以认为该绝缘电阻值是合格的。通过本次现场的处理分析，为下一步安装工作的顺利开展提供有利的事实依据，也为后续同类机组的现场安装工作提供了很好的工作思路。
参考文献：
【1】郭延秋。大型火电机组检修实用技术丛书 电气分册[M]。北京：中国电力出版社，2004：26-28
【2】国家能源局.DL/T 474.1-2018《现场绝缘试验实施导则》[S]。北京：中国电力出版社，2018
【3】中华人民共和国住房和城乡建设部。GB 50150-2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》[S]。北京：中国计划出版社，2016：26，76
作者简介：
任丙月（1982-），男，工程师，从事电气专业技术管理工作，
谢红亮（1982年-），男，工程师，从事燃机&汽机专业技术管理工作。
关键词：发电机;绝缘;温度;测试
0.前言
随着国内对工业排放要求标准的提高、天然气资源的有序经济开发以及电网侧调峰的需求，燃气轮发电机组以其清洁、高效、快速响应等优点而进入新一轮基建高峰。某新建项目燃机配套发电机采用德国西门子进口SGen5-2200H型全氢冷发电机，该机型在22KV输出电压下额定功率达600MVA。西门子公司模块化设计概念保证了该型机组可靠、高效运行，降低了维护要求。
1.异常情况介绍
2018年7月份，该项目#1发电机组安装完毕后准备进行密封油系统试运行，按德国西门子主机厂要求对发电机汽励两侧内油挡对端盖绝缘电阻进行测试，测试结果分别为0.2 MΩ、0.4MΩ，不符合厂家标准要求（≥25 MΩ）。随后根据西门子公司现场TFA的要求，对发电机持续投入干燥机，进行热风干燥、清理端部，在此期间多次进行绝缘电阻测试和比对，起初绝缘电阻值有一定程度上升，但后期基本不再变化，汽励两侧内油挡对端盖绝缘电阻值稳定在5-7MΩ范围内，仍未达到西门子厂家要求。内油档及端盖间绝缘结构和西门子对绝缘电阻要求值见图1。
2.分析意见
根据#1发电机出厂和现场安装期间的各种测试记录以及处理情况，对汽励两侧内油档对端盖绝缘电阻值偏低对分析意见如下：
2.1内油档对端盖绝缘结构分析
内油档对端盖对绝缘结构具体等效回路如图2
2.2温度因素影响
根据电工理论，固体绝缘材料对绝缘电阻值与测试时对温度密切相关。通常情况下，温度越高其绝缘电阻越低，温度越低其绝缘电阻越高，即绝缘电阻会随着温度的升高而降低。在国内电力行业标准DL/T 474《现场绝缘试验实施导则》中更是有如下规定：“绝缘电阻测试时，试品温度一般应在10-40℃之间，绝缘电阻随着温度升高而降低，但目前还没有一个通用对固定换算公式，温度换算系数最好以实测决定。”因为不同材质的绝缘材料其绝缘电阻值与温度间的换算系数会有一定的差异;所以在进行固体材料绝缘电阻测试并分析其绝缘状态时，必须换算至同一温度条件进行比较，其数据才有可比性。
根据国内相关标准及现场测试经验，在国标GB 50150《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》中列出了部分设备对温度换算系数，参见表1和表2数据。通过两表明显可见，若温度升高10℃时，绝缘电阻值会相差1.5倍以上;测试温度升高20℃时，绝缘电阻值至少相差2倍以上。虽然不同材质对绝缘材料其绝缘电阻值与温度对换算系数有一定差异，但可以明显看出当温度相差10℃时绝缘电阻值会有明显对变化。
目前，内油挡的绝缘电阻在现场测试的绝缘电阻值范围约为5-7MΩ，但现场因持续进行热风干燥，测试时温度约为50℃左右（以往测试时未进行温度记录）。西门子公司仅要求油挡对地绝缘电阻值≥25MΩ，但未明确该值对应的测试温度，当前绝缘电阻测试值无法与西门子公司要求值换算至同一温度进行比较;同时，西门子公司未提供出厂时油挡对地绝缘电阻测试数据所对应的温度，因此当前绝缘电阻测试值也无法和出厂数据换算至同一温度条件进行对比。若按常规电气设备绝缘材料的绝缘电阻与温度换算系数考虑，则目前测试值已属于较为正常的数值范围。
2.3测试回路因素影响
出厂测试时，转子未连接滑环短轴，其绝缘仅包含轴承座的绝缘，此时转子大轴对地绝缘电阻值较高，约数百MΩ。现场转子滑环短轴开箱验收时，测试转子滑环短轴两侧绝缘电阻仅为12MΩ。目前，转子滑环短轴已连接至转子大轴本体，直接造成转子大轴对地绝缘大幅降低，理论上也不超过12 MΩ。由于存在内油挡至转子大轴、转子大轴至地的附加泄漏电流回路，该回路的泄漏电流在进行绝缘电阻测试时是客观存在的，其泄漏电流叠加至测试的总泄漏电流中，导致总泄漏电流变大，而绝缘电阻数值就是通过测试电压/泄漏电流得到，因此，就会造成绝缘电阻数据降低。只有真正将该泄漏电流屏蔽或去除，才能得到真实的内油挡对地绝缘电阻值。
内油挡和转子大轴间仅有很小的空气间隙（约0.1-0.15mm），且该间隙中浸渍过油，直接造成内油挡和转子大轴形同短接状态，现场测试也表明，内油挡和转子大轴间几乎没有绝缘。因此，在进行绝缘电阻测试时，内油挡至转子大轴、转子大轴至地的泄漏电流回路等效为转子大轴至地的泄漏电流回路，即转子大轴对地的绝缘电阻直接并联至内油挡对地绝缘电阻回路上。因现场常规测试方法无法有效屏蔽内油档至转子大轴、转子大轴至地附加回路的泄露电流，因此导致测得对内油档对地绝缘电阻会小于其真实值。
2.4搭建有效屏蔽回路测试情况及温度换算
8月4日晚在內油挡和转子大轴间加入绝缘材料，增强内油挡和转子大轴间绝缘，等同于提高了内油挡至转子大轴、转子大轴至地回路的绝缘电阻，减小了该回路的泄漏电流。在此情况下，测试内油挡对端盖的绝缘电阻达到13.8MΩ。此后，在搭建外部测试回路的方式下施加100V直流电压，彻底屏蔽该附加回路泄露电流，测试回路真正泄露电流5.6uA，计算绝缘电阻值17.9 MΩ.通过上述测试，证明排除附加回路对影响后，内油档对端盖对真实绝缘值在当前温度条件下接近18 MΩ，比之前对5-7 MΩ已有大幅提升。
考虑温度因素，结合8月3日（未记录当日温度）和8月4日不同温度下的测试记录，数据见表3
根据计算，4日数据中3℃温差对应绝缘电阻值相差1.1倍，按其他绝缘材料温度系数公式A=1.5K/10，温度下降3℃时，温差K为3，则温度换算系数A=1.50.3=1.13，与现场实测1.11接近。3日数据中，对应绝缘电阻值相差1.43倍，按其他绝缘材料温度系数公式A=1.5K/10，计算温差K约为8.8度。而当晚温度下降值可能在5-6℃范围内，即按该公式计算对温度系数可能偏小。即使按这种偏小的温度系数计算，当温度降低10℃及以上时，绝缘电阻值理论上至少能上升1.5倍及以上。因此，在当前温度条件下（表面温度40℃），考虑内油档对地的真实绝缘电阻值已达到18 MΩ左右，当温度降低至20℃时，考虑温度系数，其该绝缘材料的绝缘电阻值理论上至少能上升2倍及以上，其真实绝缘电阻值超过25MΩ。
3.处理结论
导致发电机内油档绝缘电阻值偏低的主要原因是测试温度、测试附加回路泄漏电流的影响，而不是现场绝缘受潮。在持续加热干燥、并在加热过程中（温度偏高）进行测试对绝缘值偏低是符合上述逻辑分析的。在当前对测试温度下，内油档对端盖对绝缘值已达18MΩ左右，考虑温度换算系数，可以认为该绝缘电阻值是合格的。通过本次现场的处理分析，为下一步安装工作的顺利开展提供有利的事实依据，也为后续同类机组的现场安装工作提供了很好的工作思路。
参考文献：
【1】郭延秋。大型火电机组检修实用技术丛书 电气分册[M]。北京：中国电力出版社，2004：26-28
【2】国家能源局.DL/T 474.1-2018《现场绝缘试验实施导则》[S]。北京：中国电力出版社，2018
【3】中华人民共和国住房和城乡建设部。GB 50150-2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》[S]。北京：中国计划出版社，2016：26，76
作者简介：
任丙月（1982-），男，工程师，从事电气专业技术管理工作，
谢红亮（1982年-），男，工程师，从事燃机&汽机专业技术管理工作。